Редко наше окружение менялось так быстро. Помимо изменения климата, мы подвергаем себя воздействию загрязнителей воздуха, microplastics и беспрецедентные уровни жира, соли и сахара в нашей пище.
Изменение окружающей среды - это одна из вещей, которая может вызвать серьезные, серьезные мутации в нашей ДНК, которые могут быстро привести к болезни, такой как рак, вызванный радиацией. Но наша ДНК также содержит много крошечных скрытых мутаций. Хотя они изначально не влияют на нас благодаря целому ряду генетических уловок, которые наши тела используют, чтобы защитить нас, эти «загадочные» вариации могут накапливаться на протяжении многих поколений, а затем претворяться в жизнь посредством значительных изменений окружающей среды.
Недавние исследования показали, насколько важны эти загадочные вариации для эволюции. Есть шанс, что они могут быть за растущим риском таких проблем, как диабет, рак и болезни сердца, и может даже привести к новым заболеваниям. Но эти мутации также могут быть скрытыми подарками от наших предков, которые позволяют нам быстрее адаптироваться к проблемам, с которыми мы сталкиваемся, от медицинских условий до изменения климата.
Изменения в ДНК в сочетании с процессом естественного отбора позволяют эволюционировать видам. Некоторые генетические вариации обеспечивают избирательное преимущество, и люди, у которых они есть, с большей вероятностью выживают и передают свои гены, постепенно распространяя их по всему виду. Любые изменения, которые являются недостатком, уменьшают шансы на выживание или репродуктивную функцию человека и с меньшей вероятностью будут переданы будущим поколениям.
Буфер против изменений
Загадочные генетические вариации дают нам третью альтернативу. Некоторые изменения в ДНК имеют незначительный эффект или не оказывают никакого эффекта, не давая ни преимущества, ни недостатка, но медленно накапливаются в течение нескольких поколений. Эти вариации скрываются по-разному. Например, простые организмы могут уменьшить влияние изменений в окружающей среде на их биологические функции, используя процесс, известный как канализация, Это означает, что незначительные изменения в их ДНК не вызывают видимых различий.
Иногда гены даже дублируются в разных частях ДНК, так что есть резервирование в системе, Любые изменения в одном гене могут быть скрыты другими.
В сложных формах жизни многие новые вариации также остаются незамеченными, потому что у нас есть две версии большинства наших генов (одна от мамы и одна от папы), и одна из версий является доминирующей над другим. Загадочные генетические вариации являются рецессивными (не доминантными) в этих отношениях и поэтому в нормальных условиях не проявляются.
Есть также некоторые очень незначительные изменения, которые не вызывает никаких реальных изменений к биохимии организма. Возможно, они заменяют один компонент белка на нечто очень похожее.
Все эти вещи действуют как буфер против физических изменений, позволяя накапливать изменения в ДНК, которые становятся видимыми только при значительных изменениях в окружающей среде. Многие исследователи в области эволюционной генетики считают, что эта загадочная генетическая вариация может решить проблему того, как виды смогли быстро адаптироваться к новым вызовам в прошлом. зяблики Галапагосских островов помог Дарвину развить его теорию эволюции, и быстрое создание различных типов зябликов, которые он видел, очень вероятно, будет примером загадочного изменения в работе.
Осветительный эксперимент: флуоресцентный зеленый E. палочки бактерии. KPWangkanont / Shutterstock
Наблюдение за этим изменением у животных или в дикой природе невозможно, учитывая временные рамки нескольких поколений. Но исследователи в университете Цюриха недавно использованный E. палочки бактерии, чтобы доказать важность этого изменения в эволюции и адаптации к новым условиям.
В своих экспериментах они создали искусственную среду, в которой бактерии, которые могли производить зеленую флуоресценцию, имели преимущество над теми, которые производили желтый. Исследователи показали, что бактериальные колонии, содержащие более высокие уровни скрытых вариаций, способны быстрее переключаться на флуоресцентный зеленый.
Это было крошечным, незначительным изменением для бактерий, но очень четким подтверждением концепции, что загадочные изменения могут помочь виду быстрее адаптироваться к изменениям окружающей среды. Это может быть очень важно для понимания важности скрытых вариаций в более критических системах, влияющих на устойчивость к болезням и восприимчивость.
Исследователи из Университета Вюрцбурга показали, что уровень загадочной генетической изменчивости в Neisseria meningitidis, бактерия, которая может вызвать менингит, способствует тому, насколько вредно заболевание. Этот более высокий уровень вариации является лишь фактором, когда бактерии попадают в кровоток, но не оказывает влияния на нормальную среду человеческого горла.
Лучшее понимание того, как эти бактерии изменяются, когда они находятся в крови, может помочь нам бороться с такими болезнями, как менингит. У нас будет лучшее понимание того, как возникают симптомы, и, что особенно важно, мы сможем справиться с любой устойчивостью к антибиотикам. спрятан в ДНК бактерий.
Скрытый потенциал
Наша собственная ДНК также таит в себе высокий уровень загадочной вариации, Возможность загадочных генетических вариантов, скрытых в нашей ДНК, внезапно становится не такой загадочной из-за изменений в окружающей среде, является серьезной проблемой.
Хотя мы до сих пор не понимаем точных последствий загадочных изменений, некоторые изменения в нашей ДНК, незаметно унаследованные от наших предков, уже были связаны с повышенным риском таких заболеваний, как астма or Онкология, Для людей с этими изменениями воздействие выхлопных газов автомобиля, скорее всего, будет иметь эффект.
Тем не менее, могут быть как решения, так и проблемы, скрытые в ДНК. Поскольку в результате изменения климата мир нагревается, могут ли загадочные генетические изменения дать нам и другим видам столь необходимую спасательную линию? Повышенная способность быстро развиваться и адаптироваться - возможно, все, что стоит между видами, пережившими глобальное потепление и вымирание.
Об авторе
Майкл Дж Портер, преподаватель в области молекулярной генетики, Университет Центрального Ланкашира
Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
Похожие книги:
Тело ведет счет: мозг, разум и тело в исцелении травмы
Бессель ван дер Колк
Эта книга исследует связи между травмой и физическим и психическим здоровьем, предлагая идеи и стратегии для исцеления и восстановления.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Дыхание: новая наука об утерянном искусстве
Джеймс Нестор
Эта книга исследует науку и практику дыхания, предлагая идеи и методы для улучшения физического и психического здоровья.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Парадокс растений: скрытые опасности «здоровой» пищи, вызывающие болезни и увеличение веса
Стивен Р. Гандри
Эта книга исследует связи между диетой, здоровьем и болезнями, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Код иммунитета: новая парадигма настоящего здоровья и радикального омоложения
Джоэл Грин
Эта книга предлагает новый взгляд на здоровье и иммунитет, опираясь на принципы эпигенетики и предлагая идеи и стратегии для оптимизации здоровья и старения.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Полное руководство по голоданию: исцелите свое тело с помощью прерывистого, чередующегося и длительного голодания
д-р Джейсон Фанг и Джимми Мур
Эта книга исследует науку и практику голодания, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
